З гідроімпульсним приводом

Мета роботи:ознайомитись з призначенням і принциповою гідрокінематичною схемою інерційного вібропрес-молота з гідроімпульсним приводом, його робочим циклом, основними робочими параметрами, а також параметрами регулювання та настроювання; отримати практичні навички регулювання режимів роботи реального зразка інерційного вібропрес-молота з гідроімпульсним приводом.

Обладнання, пристрої, інструменти: інерційний вібропрес-молот з гідроімпульсним приводом мод. ІВПМ-16.

 

11.1. Теоретичні відомості

Інерційні вібропрес-молоти з гідроімпульсним приводом (ІВПМ) [15] призначені для формоутворення заготовок з пластичних (металевих) і непластичних (неметалевих) порошкових матеріалів. Дані матеріали можуть бути відходами інших виробництв, таким чином, ІВПМ відносяться до обладнання, на якому реалізуються безвідходні технології. Вібропресуванням на ІВПМ одержують заготовки деталей простої форми типу втулок, роликів, стаканів, фланців, кришок, пальців, а також складнофасонних і великогабаритних виробів, таких як, віброізолятори, лопатки турбін, лопаті гребних гвинтів, корпусні деталі [15]. Після формоутворення, заготовки спікають або обпалюють при високих температурах, в результаті чого вони перетворюються у монолітні високоміцні і жаростійкі вироби.

На рис. 11.1 наведена принципова гідрокінематична схема ІВПМ.

Власне ІВПМ містить станину 7, яка складається з верхньої, середньої – 16 і нижньої поперечин, з’єднаних колонами 9. Нижня поперечина станини установлена на віброопорах 30; на верхній поперечині закріплений гідроциліндр 6 допоміжного привода ІВПМ, призначений для здійснення встановлювальних переміщень рухомої траверси 11 (шток гідроциліндра 6 вільно проходить скрізь отвір у верхній поперечині станини 7 і з’єднується з траверсою), а також для забезпечення під час формоутворення додаткового статичного притискання пуансона 12 до заготовки 13. Крім цього, для навантаження заготовки служать інерційні вантажі 8, установлені на траверсі 11 зверху. Число вантажів 8 може бути різним, відповідно змінюється і величина інерційного навантаження. Пуансон 12 жорстко закріплений на нижній поверхні траверси 11. Заготовка 13 під час обробки знаходиться в контейнері прес-форми 14, установленому на вібростолі 15, що приводиться в рух від жорстко пов’язаного з ним плунжера гідроциліндра 18 основного гідроімпульсного привода ІВПМ. Із середньою поперечиною станини 16 вібростіл 15 пов’язаний пружинами повернення 17.

Допоміжний привод ІВПМ забезпечується насосом 4, від якого робоча рідина подається через фільтр і двопозиційний чотирилінійний

гідророзподільник з ручним керуванням 5, в поршневу або в штокову порожнину гідроциліндра 6. Запобіжний клапан 10 служить для настроювання максимального тиску в гідросистемі допоміжного привода (і відповідного йому зусилля статичного притискання), величину якого показує манометр 1, що може відключатись краном 2.

Основний гідроімпульсний привод включає: насос 22, у всмоктувальній гідролінії якого установлений фільтр 23; одноцикловий пружинний гідроакумулятор 21; регулятор витрат 29; регулювальний дросель 28; двопозиційний дволінійний гідророзподільник 26 з ручним керуванням; запобіжний клапан 24; манометр 27 з краном 25 і основний елемент керування та регулювання – двокаскадний двопозиційний трилінійний віброзбуджувач, приєднаний до гідроциліндра 18 за схемою „на вході” [15].

Формоутворення заготовок на ІВПМ здійснюється у такій послідовності. При вимкненому основному приводі, вмикається насос 4 допоміжного привода. Гідророзподільник 5 перемикається у верхню за схемою позицію і робоча рідина від насоса 4 надходить у штокову порожнину гідроциліндра 6 - тиск в ній починає збільшуватись. Поршнева порожнина гідроциліндра 6 з’єднана через гідророзподільник 5 зі зливом. Внаслідок цього, траверса 11 і пов’язані з нею інерційні вантажі 8 та пуансон 12 піднімаються вверх. При досягненні ними верхнього граничного положення насос 4 вимикається. В контейнер прес-форми 14 насипається порошковий матеріал (заготовка). Далі знов вмикається допоміжний привод і при переключеному у нижню позицію гідророзподільнику 5, робоча рідина подається у поршневу порожнину гідроциліндра 6, тоді як штокова порожнина останнього з’єднана зі зливом. Траверса 11 з інерційними вантажами 8 і пуансоном 12 опускається вниз до установлення пуансона на верхню поверхню заготовки 13. Якщо заданим режимом віброобробки передбачене використання статичного притискання, його величина настроюється запобіжним клапаном 10. Після цього насос 4 знов вимикається.

При перемкнутому у нижню за схемою позицію гідророзподільнику 26, вмикається насос 22 гідроімпульсного привода, всі витрати якого, протягом часу поки золотника гідророзподільника 26 займає дане положення, зливаються в бак. Віброзбуджувач 20 знаходиться у верхній за схемою позиції, таким чином робоча рідина з порожнини гідроциліндра 18 по гідролінії 19 і каналах віброзбуджувача перетікає на злив. Тиск в порожнині гідроциліндра 18 відповідає тиску у баці. Вібростіл 15 притиснутий пружинами 17 до запліччя поперечини 16; прес-форма 14 із заготовкою 13 нерухомі. При перемиканні гідророзподільника 26 у верхню позицію, злив витрат насоса 22 перекривається і робоча рідина починає надходити до гідроакумулятора 21, який внаслідок підвищення в його порожнині тиску, заряджається. Тиск зростає і в гідролінії, по якій робоча рідина підводиться від насоса 22 до віброзбуджувача 20. В момент, коли він досягне величини р₁ = p_max – тиску відкриття віброзбуджувача, що може настроюватись, віброзбуджувач перемкнеться у нижню за схемою позицію і робоча рідина з порожнини гідроакумулятора 21, а також від насоса 22 буде надходити по гідролінії 19 до робочої порожнини гідроциліндра 18. Тиск в ній різко збільшиться, внаслідок чого плунжер гідроциліндра, а також вібростіл 15, прес-форма 14 із заготовкою 13, пуансон 12 і траверса 11 з інерційними вантажами 8 – зміщуються вверх, при цьому стискаються пружини повернення 17. В результаті падіння тиску в гідролінії, що з’єднує насос 22 і віброзбуджувач 20 до значення, що настроюється р₂ = p_min, віброзбуджувач закривається (верхня позиція за схемою) і порожнина гідроциліндра 18 з’єднується через гідролінію 19 і канали віброзбуджувача зі зливом. Тиск в гідроциліндрі падає і його плунжер під дією власної сили тяжіння, сил тяжіння вібростолу 15, прес-форми 14, заготовки 13, пуансона 12, траверси 11 та інерційних вантажів 8, а також сили пружності стиснених пружин 17, повертається у вихідне нижнє положення, в якому вібростіл вдаряється об запліччя станини 16. В цей же самий час, в порожнині гідроакумулятора 21 і в гідролінії, що з’єднує віброзбуджувач 20 з насосом 22 знов починається зростання тиску, внаслідок чого робочий цикл спрацьовування гідроімпульсного привода ІВПМ повторюється.

Протягом кожного циклу спрацьовування, на етапі робочого ходу вібростолу 15 вверх, заготовка 13 піддається вібраційному навантаженню знизу - з боку вібростолу, та інерційному навантаженню зверху - з боку пуансона 12, траверси 11 та інерційних вантажів 8. В момент завершення холостого ходу вібростолу вниз, у вихідне положення і удару його об запліччя станини, забезпечується ударне навантаження заготовки зверху та знизу. Крім цього, у продовж всього циклу спрацьовування, заготовка піддається статичному навантаженню зверху, що створюється гідроциліндром 6 допоміжного привода.

Основними робочими параметрами процесу віброударного пресування порошкових матеріалів є: енергія, що передається виконавчим елементам ІВПМ протягом одного циклу спрацьовування віброзбуджувача гідроімпульсного привода; частота та амплітуда коливань прес-форми 14 із заготовкою 13. Величина енергії, що передається регулюється: настроюванням тисків спрацьовування p_max, p_min віброзбуджувача гідроімпульсного привода, які, в свою чергу, можуть змінюватись затягуванням або послабленням пружин клапанів першого і другого каскадів віброзбуджувача; збільшенням або зменшенням зусилля попереднього стиску пружини гідроакумулятора 21 і пружин повернення 17; обмеженням максимального робочого ходу плунжера гідроакумулятора; зміною площі прохідного перерізу регулятора витрат 29 і більш точно – регулюванням дроселя 28. Задані оптимальні амплітуда і частота переміщень вібростолу 15, з установленим на ньому технологічним оснащенням, настроюються тими самими способами, що і величина енергії, яка передається. Крім цього, для регулювання частоти служить дросель, вбудований у віброзбуджувач [15] (на схемі не показаний).

 

11.2. Хід роботи

1. Вивчити основні теоретичні відомості щодо призначення ІВПМ. Ознайомитись з його принциповою гідрокінематичною схемою, послідовністю роботи гідроімпульсного та допоміжного приводів, основними параметрами віброударного інерційного навантаження та способами їх регулювання.

2. Під керівництвом викладача ознайомитись із конструкцією реального зразка вібропрес-молота з гідроімпульсним приводом мод. ІВПМ-16, вивчити елементи його регулювання.

3. Отримати основні практичні навички керування ІВПМ-16, а також регулювання параметрів віброударного інерційного навантаження.

 

11.3. Зміст звіту

Описати послідовність проведених на ІВПМ-16 експериментів.

 

11.4. Контрольні запитання

1. В чому полягає технологічне призначення ІВПМ?

2. З яких основних елементів складається ІВПМ? В якій послідовності реалізується робочий цикл його приводів?

3. Що є основними параметрами інерційного віброударного навантаження? Яким чином їх можна регулювати?

Література

1. Справочник технолога-машиностроителя: в 2-х т. Т.1/ Под ред. А.Г. Косиловой и Р.К. Мещерякова, 4-е изд., перераб. и доп. – М.: Машиностроение, - 1985. - 656 с.

2. Металлорежущие станки: Учебник для машиностроительных втузов/ Под ред. В.Э. Пуша. – М.: Машиностроение, 1985. – 256 с., ил.

3. Металлорежущие станки и автоматы: Учебник для машиностроительных втузов/ Под ред. А.С. Проникова. М.: Машиностроение, 1981. – 479 с., ил.

4. Металлорежущие станки: в 2-х т. Т.1/ Под ред. Н.С. Ачеркана, изд. 2-е перераб. М.: Машиностроение, 1965. – 764 с.

5. Металлорежущие станки: Учебное пособие для втузов/ Н.С. Колев, Л.В. Красниченко, Н.С. Никулин и др. – 2-е изд., перераб. и доп. – М.: Машиностроение, 1980. – 500 с.

6. Справочник инструментальщика/ Под ред. И.А. Ординарцева. Л.: Машиностроение, 1987. – 845 с.

7. Типовая система технического обслуживания и ремонта металло- и деревообрабатывающего оборудования/ Минстанкопром СССР. - 1988.

8. Експлуатація верстатів та верстатних комплексів. Навчальний посібник/ В.В. Сиркін, А.І. Шевчук та інші. Частина 1. – К. ІСДО, - 1994 р. – 120 с.

9. Експлуатація верстатів та верстатних комплексів. Навчальний посібник/ В.В. Сиркін, А.І. Шевчук та інші. Частина 2. – К. ІСДО, - 1995 р. – 312 с.

10. Сергиевский П.В. Наладка и эксплуатация станков с устройствами ЧПУ. - М.: Машиностроение, 1981. – 240 с., ил.

11. Пекелис Г.Д. Технология ремонта МРС. – 1984. – 240 с.

12. Обработка металлов резанием: Справочник технолога/ Под общ. ред. А.А. Панова, - М.: Машиностроение, 1988. – 736 с.

13. Сопротивление материалов/ Под ред. акад. АН УССР ПисаренкоГ.С. – 5-е изд. перераб. и доп.. – К.: Вища шк. Головное изд-во, 1986. – 775 с.

14. Проектирование автоматизированного производственного оборудования: Учеб. пособие для вузов/ М.М. Кузнецов, Б.А. Усов, В.С.Стародубов. – М.: Машиностроение, 1987. – 288 с.

15. Искович-Лотоцкий Р.Д., Матвеев И.Б., Крат В.А. Машины вибрационного и виброударного действия. - Киев: Технiка, 1982. - 208 с.

16. Абрамов Е. И., Колесниченко К. А., Маслов В. Т. Элементы гидропривода: Справочник, изд. 2-е. Киев: Технiка, 1977. - 320 с.